WO1994029050A2 - Process and device for casting components - Google Patents

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WO1994029050A2
WO1994029050A2 PCT/EP1994/001813 EP9401813W WO9429050A2 WO 1994029050 A2 WO1994029050 A2 WO 1994029050A2 EP 9401813 W EP9401813 W EP 9401813W WO 9429050 A2 WO9429050 A2 WO 9429050A2
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casting
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Joachim Kahn
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Joachim Kahn
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
    • B22D27/13—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of gas pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D23/006—Casting by filling the mould through rotation of the mould together with a molten metal holding recipient, about a common axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for casting components, wherein liquid material is introduced into a mold cavity of a casting mold and solidified there.
  • a large number of different methods and devices are known which more or less meet the requirements for a high-quality workpiece with regard to freedom of design, surface quality and in particular optimal material properties.
  • the main difficulties initially lie with the filling process, with the initially compact melt volume being divided and a large surface being exposed to the attack of the air atmosphere, which leads to a deterioration in the quality of the material due to corresponding reactions.
  • Molten metal alloys whose alloy components have a high reactivity with the oxygen, nitrogen and water vapor in the air, are particularly affected. For example, the tilt casting process according to Durville was used early on for such sensitive alloys.
  • DE-PS 377 683 proposes a method in which numerous castings are produced in succession from an elongate casting vessel.
  • the melt container is erected, whereby a higher metallostatic pressure can be achieved.
  • the atmosphere has free access to the melt, so that oxide can easily get into the mold cavity from the bath surface, particularly as the emptying progresses.
  • a direct connection to the large melt supply in the casting container remains, so that the solidification process is slowed down.
  • DE-PS 505224 describes a method in which two casting molds are mounted on a casting container arranged like a swing, which are alternately filled with melt.
  • the air has free access to the melt bath with a large surface area, so that the impurities present here can get into the casting mold particularly easily.
  • DE-PS 21 64 755 describes a high-performance casting process for large series, in which the disadvantages of the aforementioned proposals have been largely eliminated. On the other hand, however, a high level of technical effort is required, which affects all others, particularly in the event of faults in a single casting mold.
  • the object of the present invention is to use novel methods and a novel casting device to create the favorable conditions required for high-quality component production, both when filling the mold and during the solidification of the castings, and at the same time to enable particularly efficient production and at the same time the disadvantages of the above ⁇ to avoid procedures and devices. Turbulence and division of the melt during mold filling should be avoided. After a further task, the reactions of the alloy melt with the gases of the atmosphere and the mold cavity are to be prevented. According to another further task, a contour with a sharp contour is preferably to be achieved and an optimally fine-grained and dense component structure is to be ensured during the solidification process. To achieve this object, methods and a suitable device with the features of the independent claims are proposed, a closable container for the melt being connected over a large gate cross-section to the cavity of a casting mold initially lying above the container.
  • the gate represents the direct connection between the casting container and the mold cavity and should be such that throttling or swirling of the melt is avoided when overflowing.
  • Its large cross-section, based on the cross-section of the cut mold cavity or the adjacent mold wall parts of the component, can be over 40%, in particular over 50%, of the latter cross-sectional areas after a first approach.
  • the large cross-section, based on the cross-section of the cut mold cavity or the cross-section of the adjacent mold wall parts can extend over more than 50%, in particular more than 70%, preferably over essentially the entire length of the latter surfaces, according to a further approach .
  • the gate communicates with the deepest parts of the mold cavity or the mold wall part before turning. Only their cross-sectional areas parallel to the gate cross-section are referred to as cut surfaces, to which reference is made in the relative dimensioning of the gate.
  • the protective gas pressure is increased during the mold filling process and / or the solidification process. It is advantageous here if the protective gas is recovered during the subsequent expansion.
  • the process according to the invention has in common that for each casting operation one of the gross volumes of the melt quantity for a casting is speaking amount is introduced into the casting container, which solidifies completely during the casting process, only a small volume portion of the melt, which forms the feeder volume, remains in the gate itself in the gate or, if appropriate, in a small amount.
  • the casting container is already filled with liquid melt under protective gas, the protective gas being maintained during the rotation of the casting container with the casting mold.
  • a solid metal volume corresponding to the melt quantity is introduced into the casting container, only then is the sealing connection between the casting container and casting mold established and the interior purged with protective gas, whereupon the melt quantity is melted for casting in the casting container becomes. Otherwise the procedure is unchanged. Here, too, oxidation processes of the liquid phase are effectively avoided.
  • the protective gas is increased in pressure during the solidification process, as a result of which the feeder volume and thus the use of metal can be reduced, since the excess pressure on the melt level in the casting container replaces the otherwise usual metallostatic pressure of high-reaching feeders.
  • the use of protective gas is dispensed with in the case of alloys which are less prone to oxidation or at risk of oxidation, but the procedure described last is carried out with an increase in the pressure in the interior of the casting container during the mold filling process and / or during the solidification process in order to bring about the same effects of a reduced use of material and an improved structure and surface quality of the casting.
  • the method is carried out without building up excess pressure, but in the gate and preferably in a part of the casting container Melt remains to the extent necessary after turning to create a metallostatic pressure.
  • the risk of contamination and inclusions in the casting is excluded in particular by the fact that a large gate cross section is provided in comparison to the adjacent component surface or the cut part of the mold cavity, or that a compared to the cast part size or Mold cavity is provided in the direction of the axis of rotation long gate. This results in a calm overflow, which is preferably completely under the bath level. the casting container into the casting mold, so that a faultless casting is formed.
  • the gate with a large cross section is identical to the pouring channel or barrel and at the same time represents the feed volume. It forms the direct connection between the interior of the casting container and the mold cavity.
  • Oxidation of the melt is effectively prevented when a metered quantity of melt is transferred from a metering furnace into the casting container of the device under a protective gas atmosphere. This is all the more important since during this process the pouring jet reaches the pouring container in free fall, whereas here, as in the conventional working method, a particularly intensive formation of oxide skin with constant tearing off, washing in and swirling does not occur takes place in the melt.
  • the mold filling which then sets in due to the rotary movement of the device can, due to the predetermined large gate cross-sections, run particularly smoothly and with a low flow rate of the melt, increasing according to the principle of communicating tubes, which in connection with a protective gas atmosphere also present in the mold cavity increases the risk of foam formation known to lead to inclusions in the cast structure, effectively eliminated.
  • the melt front also remains closed, ie there is no formation of leading metal tongues or even splashes, so that the cold run feared during casting as a frequent cause of rejects is avoided.
  • the mold cavity for an elongated component is aligned in the direction of the axis of rotation. This enables a wide melt front to be represented.
  • Another design is that cores are arranged lying to the casting container. As a result, the cut mold wall parts themselves are reduced to end wall parts of the component in order to improve the quality.
  • the surfaces with high quality requirements should each be arranged on a mold wall opposite the gate.
  • the solidification is to be controlled in a known manner, if necessary by heating and / or cooling, in such a way that it proceeds from the point of the component which is furthest away from the casting container in the direction of the gate.
  • a further overflow channel is provided parallel to the gate, so that initially gas or air volume compensation can take place to avoid foam formation.
  • an increased, in particular variable, protective gas pressure during the solidification offers very special advantages.
  • a strong increase in gas pressure which mainly acts on the melt level at the end of the filling, below which the feed volume of the cast part lies, can result in a corresponding increase in the feed pressure and thus force the sealing structure of the casting to a large extent.
  • a strong pressing of the casting surfaces against the walls and, by preventing the harmful formation of gaps, an increased heat transfer is brought about.
  • the use of a method is provided, according to which the casting mold is brought to a working temperature before filling and after the filling of the casting mold from the end zones to the feeder zones, cooling is carried out in stages until the solidification is complete. Improvements can also be made in the use of inert gas.
  • the use of an inert gas pump not only allows the application of several bar pressure, it also allows the inert gas to be recovered when the pressure is subsequently reduced. In this way, the losses are limited to unavoidable leaks.
  • the generally expensive protective gas can be dispensed with and instead an increase in pressure can be brought about by applying compressed air, all other advantages being retained.
  • the proposed methods offer ideal conditions for use in a casting cell that is sealed off from the outside world to reliably prevent foundry emissions.
  • a combined melting and dosing furnace according to DE-PS 2041588 which at the same time solves the problem of introducing charging material, is particularly advantageous.
  • a gas-tight charging chamber with a charging body is arranged on a melting furnace, through which a quantified amount of melt can be conveyed into the casting or melt container.
  • Fig. 1 shows a vertical section through a casting container with a casting mold along the section line A-B of Fig. 2;
  • FIG. 2 shows a vertical section through a casting container with a casting mold according to FIG. 1 perpendicular to the axis of rotation; 3 shows a casting cell with system parts suitable for carrying out methods according to the invention in a systematic representation;
  • Fig. 4 shows a vertical section through a casting container with a casting mold through the axis of rotation in a second embodiment.
  • a casting mold 31 (mold) with a mold cavity 1 is formed by a mold cover plate 2, side parts 3, cores 4 and a mold base plate 5.
  • a casting container 30 with a housing 6 and a refractory lining 7, which contains a quantity of melt 8 dosed for a casting.
  • the melt quantum 8 is filled in with a dosing furnace, not shown, through the filler opening 9 with the closure 10 open, in particular under protective gas; then the closure 10 is closed.
  • a protective gas connection 11 is shown on the closure 10.
  • the horizontal axis of rotation 12 of the casting device which extends in the direction of the longitudinal extent of the casting mold 31 and the casting container 30, is shown.
  • a gate 13 with a large cross section is formed as an opening within the mold base plate 5.
  • An arrow above the mold cover plate 2 symbolizes the direction of movement thereof for removing the finished component.
  • FIG. 2 also shows the mold 31 with the mold cavity 1, which consists of the mold cover plate 2, side parts 3, cores 4 and the mold base plate 5.
  • the gate 13 and an additional overflow channel 14 parallel to it can be seen.
  • the housing 6, the refractory lining 7 and the quantity of melt 8 contained therein for a cast can be seen.
  • the melt flows through the gate 13 with a large cross section in a calm, turbulence-free flow into the mold cavity 1 and fills it in a few seconds.
  • the casting container 30 is located above the mold base plate 5. Now the internal pressure, in particular the protective gas pressure above the melt solidifying in the mold cavity 1, the total volume of which also includes the required feeder volume, is increased with the aid of the pressure connection 11 and thus improves the sealing supply of the casting. After the solidification is complete, the overpressure can be reduced to normal pressure, the mold opened and the casting which has cooled sufficiently can be removed. Then a new casting cycle begins.
  • FIG. 3 shows a rotatable casting device 19 with a rotary drive 27 as well as a casting container 30 and a casting mold 31 with clamping means 32 connecting them within a casting cell 21.
  • the axis of rotation 12 of the casting device is also shown.
  • the casting container 30 is connected via a line 26 to a pump and storage system 18, 28 which is only shown symbolically.
  • Inside the casting cell 21 there is a metering furnace 15, which is connected to the filling opening 9 of the casting container 30 via an elastic gas-tight coupling 23.
  • the metering furnace 15 is connected via a lock 22 to an area outside the casting cell 21.
  • a charging device 16 for lumpy feed material or a charging device 17 for liquid feed material can be connected to the lock 22.
  • the casting cell comprises a further lock 22. Above the casting mold 31, a manipulator 20 for cores can be seen.
  • FIG. 4 shows a casting device consisting of a casting container 30 and a casting mold 31.
  • the casting container 30 differs from that shown in FIG. 1 in that it does not include a filling opening. However, it has heating means 24 within the refractory layer 7. A solid metal quatu 25 is inserted into the casting container 30. In cross section perpendicular to the axis of rotation 12, this casting device corresponds to that shown in FIG.
  • the casting mold 31 essentially corresponds to that shown in FIG. 1. It comprises a mold cover plate 2, mold side parts 3 and one Mold base plate 5. However, means 29 for cooling are shown in the side parts. Cores 4 are used in the mold. The axis of rotation of the device is designated by 12.

Abstract

The invention relates to a process and devices for casting components in metal alloys on the tilt casting principle in which a quantity of melt metered for casting is spread over a large gate cross section without turbulence from a melt container of the mould (30) into the mould (31) by rotating the casting device (1). To prevent the formation of oxide and weak structural points, the melt is taken from a metering furnace under a protective gas in a melt container connected to the mould and taken thence into the mould also under a protective gas. The melt hardens there under increased gas pressure on the feeder region of the casting, whereby its properties such as fine-grained, dense structure, high stability under load and accurately dimensioned surfaces are considerably improved.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen Method and device for casting components
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen, wobei flüssiges Material in einen Formhohlraum einer Gießform eingebracht und dort verfestigt wird. Bei der Formgebung von Bauteilen aus dem flüssigen Werkstoffzustand sind eine Vielzahl unterschiedlichster Ver¬ fahren und Vorrichtungen bekannt, die mehr oder weniger die an ein hoch¬ wertiges Werkstück zu stellenden Anforderungen im Hinblick auf Gestaltungs¬ freizügigkeit, Oberflächgüte und insbesondere optimale Werkstoffeigenschaf¬ ten erreichen. Die Hauptschwierigkeiten liegen zunächst beim For füllvor- gang, wobei das anfangs kompakte Schmelzevolumen aufgeteilt und eine große Oberfläche dem Angriff der Luftatmosphäre ausgesetzt wird, was durch ent¬ sprechende Reaktionen zu einer Beeinträchtigung der Werkstoffquälität führt. Besonders betroffen sind hiervon geschmolzene Metallegierungen, deren Legierungsbestandteile ein hohes Reaktionsvermögen mit dem Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf der Luft besitzen. So wurde schon früh für derart empfindliche Legierungen das Kippgießverfahren beispielsweise nach Durville angewendet.The invention relates to a method and a device for casting components, wherein liquid material is introduced into a mold cavity of a casting mold and solidified there. In the shaping of components from the liquid material state, a large number of different methods and devices are known which more or less meet the requirements for a high-quality workpiece with regard to freedom of design, surface quality and in particular optimal material properties. The main difficulties initially lie with the filling process, with the initially compact melt volume being divided and a large surface being exposed to the attack of the air atmosphere, which leads to a deterioration in the quality of the material due to corresponding reactions. Molten metal alloys, whose alloy components have a high reactivity with the oxygen, nitrogen and water vapor in the air, are particularly affected. For example, the tilt casting process according to Durville was used early on for such sensitive alloys.
Die DE-PS 377 683 schlägt ein Verfahren vor, bei dem aus einem länglichen Gießgefäß nacheinander zahlreiche Gußstücke hergestellt werden. Beim Gie߬ vorgang wird der Schmelzebehälter aufgerichtet, wodurch ein beschränkt höherer metallostatischer Druck erzielt werden kann. Hierbei hat jedoch die Atmosphäre freien Zutritt zur Schmelze, so daß insbesondere bei fortschrei¬ tender Entleerung leicht Oxid von der Badoberfläche in den Formhohlraum gelangen kann. Während der Erstarrung des Gußteils bleibt eine direkte Verbindung mit dem großen SchmelzeVorrat im Gießbehälter bestehen, so daß der Erstarrungsablauf verlangsamt wird. Die DE-PS 505224 beschreibt ein Verfahren, bei dem auf einem ähnlich einer Schaukel angeordneten Gießbehälter zwei Gießformen montiert sind, die ab¬ wechselnd mit Schmelze gefüllt werden. Auch hier hat die Luft freien Zutritt zum Schmelzebad mit großer Oberfläche, so daß die hier vorhandenen Verunrei¬ nigungen besonders leicht in die Gießform gelangen können.DE-PS 377 683 proposes a method in which numerous castings are produced in succession from an elongate casting vessel. During the casting process, the melt container is erected, whereby a higher metallostatic pressure can be achieved. In this case, however, the atmosphere has free access to the melt, so that oxide can easily get into the mold cavity from the bath surface, particularly as the emptying progresses. During the solidification of the casting, a direct connection to the large melt supply in the casting container remains, so that the solidification process is slowed down. DE-PS 505224 describes a method in which two casting molds are mounted on a casting container arranged like a swing, which are alternately filled with melt. Here, too, the air has free access to the melt bath with a large surface area, so that the impurities present here can get into the casting mold particularly easily.
Die DE-PS 21 64 755 beschreibt ein Hochleistungsgießverfahren für Großse¬ rien, bei dem zwar die Nachteile der vorgenannten Vorschläge weitgehend beseitigt werden konnten. Dagegen wird jedoch ein hoher technischer Aufwand erforderlich, der insbesondere bei Störungen an einer einzelnen Gießform alle anderen mit beeinträchtigt.DE-PS 21 64 755 describes a high-performance casting process for large series, in which the disadvantages of the aforementioned proposals have been largely eliminated. On the other hand, however, a high level of technical effort is required, which affects all others, particularly in the event of faults in a single casting mold.
Beim Erstarrungsablauf in der Gießform treten in der Regel durch Volumenkon¬ traktion und Gasausscheidungen Lunker und Poren im Bauteilgefüge auf, die mit erheblichem Aufwand bekämpft werden müssen. Die Schrumpfungsvorgänge führen auch örtlich zu Spaltbildungen zwischen den Gußwand- und Formwand¬ oberflächen, wodurch der Wärmeübergang erheblich beeinträchtigt wird, was ebenfalls negative Rückwirkungen auf die Gefügequalität hat und auch zu Einfallstellen an der Gußoberfläche führt, die das Bauteil unbrauchbar machen.During the solidification process in the casting mold, cavities and pores in the component structure, which have to be combated with considerable effort, generally occur due to volume contraction and gas excretion. The shrinkage processes also locally lead to the formation of gaps between the casting wall and mold wall surfaces, which considerably affects the heat transfer, which also has negative effects on the structure quality and also leads to sink marks on the casting surface which render the component unusable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, mit Hilfe neuartiger Verfahren und einer neuartigen Gießeinrichtung für eine hochwertige Bauteilproduktion erforderliche günstige Bedingungen zu schaffen, sowohl bei der Formfüllung als auch während der Erstarrung der Gußteile, gleichzeitig eine besonders rationelle Fertigung zu ermöglichen und dabei die Nachteile der oben genann¬ ten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden. Hierbei sollen Turbulenzen und Aufteilung der Schmelze während der Formfüllung vermieden werden. Nach einer weiterführenden Aufgabe sollen die Reaktionen der Legierungsschmelze mit den Gasen der Atmosphäre und des Formhohlraums unterbunden werden. Nach einer anderen weiterführenden Aufgabe soll bevorzugt eine konturenscharfe Füllung erzielt sowie ein optimal feinkörniges und dichtes Bauteilgefüge während des Erstarrungsablaufs sichergestellt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe werden Verfahren und eine geeignete Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen, wobei ein verschließbarer Behälter für die Schmelze über einen großen Anschnittquer¬ schnitt mit dem Hohlraum einer anfangs über dem Behälter liegenden Gießform verbunden wird.The object of the present invention is to use novel methods and a novel casting device to create the favorable conditions required for high-quality component production, both when filling the mold and during the solidification of the castings, and at the same time to enable particularly efficient production and at the same time the disadvantages of the above ¬ to avoid procedures and devices. Turbulence and division of the melt during mold filling should be avoided. After a further task, the reactions of the alloy melt with the gases of the atmosphere and the mold cavity are to be prevented. According to another further task, a contour with a sharp contour is preferably to be achieved and an optimally fine-grained and dense component structure is to be ensured during the solidification process. To achieve this object, methods and a suitable device with the features of the independent claims are proposed, a closable container for the melt being connected over a large gate cross-section to the cavity of a casting mold initially lying above the container.
Der Anschnitt stellt die unmittelbare Verbindung zwischen dem Gießbehälter und dem Formhohlraum dar und soll so bemessen sein, daß eine Drosselung oder Verwirbelung der Schmelze beim Überströmen vermieden werden. Sein großer Querschnitt bezogen auf den Querschnitt des angeschnittenen Formhohlraums bzw. der angrenzenden Formwandteile des Bauteils kann nach einem ersten Ansatz über 40 , insbesondere über 50 % der letztgenannten Querschnitts¬ flächen betragen. Der große Querschnitt bezogen auf den Querschnitt des angeschnittenen Formhohlraums bzw. den Querschnitt der angrenzenden Form¬ wandteile kann sich nach einem weiteren Ansatz über mehr als 50 %, ins¬ besondere mehr als 70%, bevorzugt über im wesentlichen die gesamte Länge der letztgenannten Flächen erstrecken. Der Anschnitt kommuniziert hierbei jeweils mit den tiefst!iegenden Teilen des Formhohlraums bzw. des Formwand¬ teils vor dem Drehen. Nur deren Querschnittsflächen parallel zum Anschnitts¬ querschnitt werden als angeschnittene Flächen bezeichnet, auf die bei der relativen Bemessung des Anschnitts Bezug genommen wird.The gate represents the direct connection between the casting container and the mold cavity and should be such that throttling or swirling of the melt is avoided when overflowing. Its large cross-section, based on the cross-section of the cut mold cavity or the adjacent mold wall parts of the component, can be over 40%, in particular over 50%, of the latter cross-sectional areas after a first approach. The large cross-section, based on the cross-section of the cut mold cavity or the cross-section of the adjacent mold wall parts, can extend over more than 50%, in particular more than 70%, preferably over essentially the entire length of the latter surfaces, according to a further approach . The gate communicates with the deepest parts of the mold cavity or the mold wall part before turning. Only their cross-sectional areas parallel to the gate cross-section are referred to as cut surfaces, to which reference is made in the relative dimensioning of the gate.
Bevorzugt wird zunächst mit Schutzgas gespült, dann mit einem dosierten Schmelzequantum unter Schutzgas gefüllt und gasdicht verschlossen, danach der Behälter mit der Gießform so um eine horizontale Achse gedreht, daß die Schmelze ohne vorlaufende Zungen oder Spritzer in die Form befördert wird.It is preferred first to purge with protective gas, then to fill it with a dosed quantity of melt under protective gas and to seal it in a gas-tight manner, after which the container with the casting mold is rotated about a horizontal axis in such a way that the melt is conveyed into the mold without leading tongues or splashes.
Vorzugsweise wird hierbei eine Erhöhung des Schutzgasdrucks während des FormfüllVorgangs und/oder des Erstarrungsablaufs vorgenommen. Günstig ist es hierbei, wenn das Schutzgas bei der anschließenden Entspannung zurückgewon¬ nen wird.Preferably, the protective gas pressure is increased during the mold filling process and / or the solidification process. It is advantageous here if the protective gas is recovered during the subsequent expansion.
Den erfindungsgemäßen Verfahren ist gemeinsam, daß jeweils für einen Gie߬ vorgang eine dem Bruttovolumen des Schmelzequantums für ein Gußteil ent- sprechende Menge in den Gießbehälter eingebracht wird, die beim Gießvorgang gänzlich erstarrt, wobei nur ein geringer Volumenanteil der Schmelze, der das Speiservolumen bildet, im Anschnitt selber oder ggfs. in geringer Menge im Gießbehälter verbleibt.The process according to the invention has in common that for each casting operation one of the gross volumes of the melt quantity for a casting is speaking amount is introduced into the casting container, which solidifies completely during the casting process, only a small volume portion of the melt, which forms the feeder volume, remains in the gate itself in the gate or, if appropriate, in a small amount.
Zur Vermeidung der Oxidationsvorgänge wird nach einem ersten erfindungs¬ gemäßen Verfahren bereits der Gießbehälter unter Schutzgas mit flüssiger Schmelze gefüllt, wobei die Schutzgasbeaufschlagung während des Drehens des Gießbehälters mit der Gießform aufrechterhalten bleibt.In order to avoid the oxidation processes, according to a first method according to the invention, the casting container is already filled with liquid melt under protective gas, the protective gas being maintained during the rotation of the casting container with the casting mold.
Nach einem hierzu alternativen Verfahren wird ein dem Schmelzequantum ent¬ sprechendes festes Metallvolumen in den Gießbehälter eingebracht, erst danach die abdichtende Verbindung zwischen Gießbehälter und Gießform herge¬ stellt und der Innenraum mit Schutzgas gespült, woraufhin dann das Schmelze¬ quantum für einen Abguß im Gießbehälter erschmolzen wird. Im übrigen läuft das Verfahren unverändert ab. Auch hierbei werden Oxidationsvorgänge der flüssigen Phase wirksam vermieden.According to an alternative method to this, a solid metal volume corresponding to the melt quantity is introduced into the casting container, only then is the sealing connection between the casting container and casting mold established and the interior purged with protective gas, whereupon the melt quantity is melted for casting in the casting container becomes. Otherwise the procedure is unchanged. Here, too, oxidation processes of the liquid phase are effectively avoided.
Zur Verbesserung des Gefüges wird eine Druckerhöhung des Schutzgases während des Erstarrungsablaufs vorgenommen, wodurch das Speiservolumen und damit der Einsatz an Metall verringert werden kann, da der Überdruck auf dem Schmelze¬ spiegel im Gießbehälter den ansonsten üblichen metallostatischen Druck von hochreichenden Speisern ersetzt.To improve the structure, the protective gas is increased in pressure during the solidification process, as a result of which the feeder volume and thus the use of metal can be reduced, since the excess pressure on the melt level in the casting container replaces the otherwise usual metallostatic pressure of high-reaching feeders.
Nach einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbesserung der Gußteile wird bei weniger oxidationsfreudigen oder -gefährdeten Legierungen auf den Einsatz von Schutzgas verzichtet, im übrigen aber der zuletzt beschriebene Verfahrensablauf mit einer Erhöhung des Druckes im Innenraum des Gießbehäl¬ ters beim FormfüllVorgang und/oder beim Erstarrungsablauf vorgenommen, um die gleichen Wirkungen eines verringerten Materialeinsatzes und einer verbesserten Gefüge- und Oberflächenqualität des Gußteils herbeizuführen.According to another method according to the invention for improving the castings, the use of protective gas is dispensed with in the case of alloys which are less prone to oxidation or at risk of oxidation, but the procedure described last is carried out with an increase in the pressure in the interior of the casting container during the mold filling process and / or during the solidification process in order to bring about the same effects of a reduced use of material and an improved structure and surface quality of the casting.
Hierbei ist es nach alternativen Verfahrensführungen möglich, entweder das Schmelzequantum in flüssiger Form in den Gießbehälter einzubringen, oder in fester Form und anschließend im Gießbehälter zu erschmelzen. Im übrigen wird das Verfahren unverändert gegenüber dem zuvorgenannten durchgeführt.In this case, it is possible, according to alternative procedures, either to introduce the melt quantum into the casting container in liquid form, or into solid form and then melt in the casting tank. Otherwise, the method is carried out unchanged compared to the aforementioned.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbesserung von Gu߬ teilen, die aufgrund der verwendeten Legierungen und/oder der Formgebung weniger zu Lunkerbildung und zu Einfallstellen neigen, wird das Verfahren ohne Aufbau eines Überdrucks durchgeführt, wobei jedoch im Anschnitt und vorzugsweise in einem Teil des Gießbehälters Schmelze im erforderlichen Maße nach dem Drehen stehenbleibt, um einen metallostatischen Druck zu erzeugen.According to a further method according to the invention for improving cast parts which, owing to the alloys and / or the shape used, have less tendency to form voids and sink marks, the method is carried out without building up excess pressure, but in the gate and preferably in a part of the casting container Melt remains to the extent necessary after turning to create a metallostatic pressure.
Auch hierbei ist es nach alternativen Verfahrensführungen möglich, entweder das Schmelzequantum in flüssiger Form in den Gießbehälter einzubringen, oder in fester Form und anschließend im Gießbehälter zu erschmelzen. Im übrigen wird das Verfahren unverändert gegenüber dem zuvorgenannten durchgeführt.Here, too, it is possible, according to alternative procedures, either to introduce the quantum of melt into the casting container in liquid form, or to melt it in solid form and then in the casting container. Otherwise, the method is carried out unchanged compared to the aforementioned.
Nach den erfindungsgemäßen Verfahren wird insbesondere die Gefahr der Ver¬ unreinigungen und der Einschlüsse im Gußteil dadurch ausgeschlossen, daß im Vergleich zur anliegenden Bauteiloberfläche bzw. zum angeschnittenen Teil des Formhohlraums ein großer Anschnittquerschnitt vorgesehen wird, bzw. daß ein im Vergleich zur Gußteilgröße bzw. zum Formhohlraum in Richtung der Drehachse langer Anschnitt vorgesehen wird. Es ergibt sich hierdurch ein ruhiges, bevorzugterweise ganz unter dem Badspiegel liegendes Überströmen aus. dem Gießbehälter in die Gießform, so daß ein fehlerfreies Gußteil ent¬ steht.According to the method according to the invention, the risk of contamination and inclusions in the casting is excluded in particular by the fact that a large gate cross section is provided in comparison to the adjacent component surface or the cut part of the mold cavity, or that a compared to the cast part size or Mold cavity is provided in the direction of the axis of rotation long gate. This results in a calm overflow, which is preferably completely under the bath level. the casting container into the casting mold, so that a faultless casting is formed.
Der Anschnitt mit großem Querschnitt ist mit dem Eingießkanal bzw. Lauf identisch und stellt zugleich das Speiservolumen dar. Er bildet die un¬ mittelbare Verbindung zwischen Innenraum des Gießbehälters und Formhohlraum.The gate with a large cross section is identical to the pouring channel or barrel and at the same time represents the feed volume. It forms the direct connection between the interior of the casting container and the mold cavity.
Weitere Ausgestaltungen zeichnen sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Bei der Überführung einer dosierten Schmelzemenge von einem Dosierofen in den Gießbehälter der Einrichtung unter Schutzgasatmosphäre wird eine Oxidation der Schmelze wirkungsvoll unterbunden. Diese ist umso bedeutsamer, da bei diesem Vorgang der Gießstrahl im freien Fall in den Gießbehälter ge¬ langt, wobei hier nicht wie bei konventioneller Arbeitsweise eine besonders intensive Oxidhautbildung unter ständigem Abreißen, Einspülen und Verwirbeln in der Schmelze erfolgt. Die dann durch die Drehbewegung der Einrichtung einsetzende Formfüllung kann aufgrund der vorgegebenen großen Anschnittquer¬ schnitte besonders ruhig und mit geringer Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze steigend nach dem Prinzip kommunizierender Röhren ablaufen, was insbesondere in Verbindung mit einer auch im Formhohlraum vorhandenen Schutzgasatmosphäre das Risiko einer Schaumbildung, die bekanntlich zu Einschlüssen im Gußgefüge führt, wirkungsvoll eliminiert. Dabei bleibt auch die Schmelzefront geschlossen, d. h. es kommt nicht zur Bildung vorlaufender Metallzungen oder gar Spritzern, so daß auch der beim Gießen als häufige Ausschußursache gefürchtete Kaltlauf vermieden wird.Further configurations are characterized by a number of significant advantages. Oxidation of the melt is effectively prevented when a metered quantity of melt is transferred from a metering furnace into the casting container of the device under a protective gas atmosphere. This is all the more important since during this process the pouring jet reaches the pouring container in free fall, whereas here, as in the conventional working method, a particularly intensive formation of oxide skin with constant tearing off, washing in and swirling does not occur takes place in the melt. The mold filling which then sets in due to the rotary movement of the device can, due to the predetermined large gate cross-sections, run particularly smoothly and with a low flow rate of the melt, increasing according to the principle of communicating tubes, which in connection with a protective gas atmosphere also present in the mold cavity increases the risk of foam formation known to lead to inclusions in the cast structure, effectively eliminated. The melt front also remains closed, ie there is no formation of leading metal tongues or even splashes, so that the cold run feared during casting as a frequent cause of rejects is avoided.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Formhohlraum für ein längliches Bauteil in Richtung der Drehachse ausgerichtet wird. Hierdurch kann eine breite Schmelzefront dargestellt werden.According to a preferred embodiment it is provided that the mold cavity for an elongated component is aligned in the direction of the axis of rotation. This enables a wide melt front to be represented.
Eine weitere Gestaltung geht dahin, daß Kerne zum Gießbehälter hin liegend angeordnet sind. Hierdurch werden die angeschnittenen Formwandteile selber zur Verbesserung der Qualität auf Stirnwandteile des Bauteils reduziert.Another design is that cores are arranged lying to the casting container. As a result, the cut mold wall parts themselves are reduced to end wall parts of the component in order to improve the quality.
Bei Gußteilen wie Zylinderköpfen oder Zylinderkurbelgehäusen von Brennkraft¬ maschinen sollen die Oberflächen mit hohen Qualitätsansprüchen jeweils an einer zum Anschnitt gegenüberliegenden Formwand angeordnet sein.In the case of castings such as cylinder heads or cylinder crankcases of internal combustion engines, the surfaces with high quality requirements should each be arranged on a mold wall opposite the gate.
Die Erstarrung soll in bekannter Weise gegebenenfalls durch Erwärmung und/- oder Kühlung so gesteuert werden, daß sie von der vom Gießbehälter weitest- entfernten Stelle des Bauteils in Richtung zum Anschnitt hin fortschreitet.The solidification is to be controlled in a known manner, if necessary by heating and / or cooling, in such a way that it proceeds from the point of the component which is furthest away from the casting container in the direction of the gate.
Nach einer bevorzugten Ausführung wird ein weiterer Überströmkanal parallel zum Anschnitt vorgesehen, so daß anfangs ein Gas- bzw. Luftvolumenausgleich zur Vermeidung von Schaumbildung stattfinden kann.According to a preferred embodiment, a further overflow channel is provided parallel to the gate, so that initially gas or air volume compensation can take place to avoid foam formation.
Durch die enge Ankopplung des Gießbehälters an den Formhohlraum werden extrem kurze Fließwege realisiert. Die Schmelze erreicht auf kürzestem Weg ihre entgültige Position, kühlt rasch ab und erstarrt. Damit ist der "Kana- lisierungseffekt", der bei herkömmlichen FormfüllVorgängen durch lang- andauerndes Nach- oder Durchfließen in bestimmten Bereichen der Form auf¬ tritt, ausgeschaltet.Extremely short flow paths are achieved due to the tight coupling of the casting container to the mold cavity. The melt reaches its final position by the shortest route, cools down quickly and solidifies. This is the "channeling effect", which is the result of long continuous reflow or flow through occurs in certain areas of the mold, switched off.
Weitere Auswirkungen haben diese Vorteile auch beim anschließenden Erstar¬ rungsablauf. Zunächst wird der Wärmehaushalt der Gießform durch den Wegfall stark ausgeprägter Kanalisierungseffekte, die entsprechende örtliche Über¬ hitzungen sowohl im Gußteil, als auch in den angrenzenden For wandbereichen verursachen, weit weniger gestört, so daß eine gezielte Lenkung der Erstar¬ rung begünstigt wird.These advantages also have further effects in the subsequent solidification process. First, the heat balance of the casting mold is far less disturbed by the elimination of pronounced channeling effects, which cause corresponding local overheating both in the casting and in the adjacent wall areas, so that targeted control of the solidification is promoted.
Weiterhin bietet ein erhöhter, insbesondere variabler Schutzgasdruck während der Erstarrung ganz besondere Vorteile. Durch eine starke Gasdruckerhöhung, die hauptsächlich auf den am Ende der For füllung oben liegenden Schmelze¬ spiegel einwirkt, unter dem das Speiservolumen des Gußteils liegt, kann eine entsprechende Verstärkung des Speiserdrucks erzielt und damit eine weitge¬ hende Dichtspeisung des Gußgefüges erzwungen werden. Gleichzeitig wird ein kräftiges Anpressen der Gußteiloberflächen an die For wände und durch Verhinderung der schädlichen Spaltbildung ein verstärkter Wärmeübergang bewirkt.Furthermore, an increased, in particular variable, protective gas pressure during the solidification offers very special advantages. A strong increase in gas pressure, which mainly acts on the melt level at the end of the filling, below which the feed volume of the cast part lies, can result in a corresponding increase in the feed pressure and thus force the sealing structure of the casting to a large extent. At the same time, a strong pressing of the casting surfaces against the walls and, by preventing the harmful formation of gaps, an increased heat transfer is brought about.
Dies wiederum verkürzt die Erstarrungszeit und erhöht sowohl die Konturen¬ schärfe als auch die Maßgenauigkeit der Gußteile. Darüberhinaus wird eben¬ falls die Bildung der besonders bei Legierungen mit breitem Erstarrunginter¬ vall gefürchteten Einfallstellen an der Gußoberfläche ausgeschaltet. Hierbei kann die Erhöhung des Gasdrucks weit über die bei herkömmlichen Verfahren, z. B. Niederdruck-Gießverfahren, möglichen Drücke aufgrund der Beschränkung auf das vergleichsweise geringe Volumen eines einzelnen Abgusses hinausge¬ hen. Durch den zusätzlichen Einsatz der bekannten Schwel1-Sequenzkühlung (DE-PS 26 46 060) werden die angesprochenen Verbesserungen in optimaler Weise erweitert. Hiernach ist die Anwendung eines Verfahrens vorgesehen, nach dem vor dem Füllen die Gießform auf eine Arbeitstemperatur gebracht wird und nach dem Füllen der Gießform von den Endzonen zu den Speiserzonen hin zeitlich gestaffelt einsetzend bis zum Abschluß der Erstarrung gekühlt wird. Auch beim Schutzgasverbrauch sind Verbesserungen möglich. Die Anwendung einer Schutzgaspumpe gestattet nämlich nicht nur die Aufbringung mehrerer bar Druck, sie erlaubt auch bei der anschließenden Druckerniedrigung eine Rückgewinnung des Schutzgases. Auf diese Weise bleiben die Verluste auf unvermeidbare Leckagen beschränkt.This in turn shortens the solidification time and increases both the sharpness of the contours and the dimensional accuracy of the castings. In addition, the formation of the sink marks on the casting surface, which is particularly feared in alloys with a wide solidification interval, is also eliminated. Here, the increase in gas pressure can far exceed that in conventional methods, e.g. B. low-pressure casting process, possible pressures due to the limitation to the comparatively small volume of a single pour go out. Through the additional use of the known Schwel1 sequence cooling (DE-PS 26 46 060), the improvements mentioned are expanded in an optimal manner. According to this, the use of a method is provided, according to which the casting mold is brought to a working temperature before filling and after the filling of the casting mold from the end zones to the feeder zones, cooling is carried out in stages until the solidification is complete. Improvements can also be made in the use of inert gas. The use of an inert gas pump not only allows the application of several bar pressure, it also allows the inert gas to be recovered when the pressure is subsequently reduced. In this way, the losses are limited to unavoidable leaks.
Beim Einsatz von Legierungen, die im geschmolzenen Zustand weniger stark mit den Gasen der Atmosphäre reagieren, kann auf das in der Regel teuere Schutz¬ gas verzichtet werden und stattdessen eine Druckerhöhung durch Druckluftauf¬ gabe herbeigeführt werden, wobei alle übrigen Vorteile erhalten bleiben.When using alloys which react less strongly with the gases in the atmosphere in the molten state, the generally expensive protective gas can be dispensed with and instead an increase in pressure can be brought about by applying compressed air, all other advantages being retained.
Schließlich bieten die vorgeschlagenen Verfahren ideale Voraussetzungen für den Einsatz in einer gegen die Außenwelt abgeschlossenen Gießzelle zur zuverlässigen Unterbindung von Gießereiemissionen.Finally, the proposed methods offer ideal conditions for use in a casting cell that is sealed off from the outside world to reliably prevent foundry emissions.
Dazu ist der Einsatz eines kombinierten Schmelz- und Dosierofens nach DE-PS 2041588, der gleichzeitig das Problem des Einschleusens von Chargiermate¬ rial löst, von besonderem Vorteil. Hiernach wird an einem Schmelzofen eine gasdichte Chargierkammer mit einem Chargierkörper angeordnet, durch den eine quantifizierte Schmelzemenge in den Gieß- bzw. Schmelzebehälter gefördert werden kann.For this purpose, the use of a combined melting and dosing furnace according to DE-PS 2041588, which at the same time solves the problem of introducing charging material, is particularly advantageous. Thereafter, a gas-tight charging chamber with a charging body is arranged on a melting furnace, through which a quantified amount of melt can be conveyed into the casting or melt container.
Vorteilhafte Ausführungen der Verfahren und der Vorrichtung werden in den Unteransprüchen definiert, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.Advantageous embodiments of the method and the device are defined in the subclaims, the content of which is hereby incorporated by reference.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen in Ver¬ bindung mit der Zeichnung beschrieben;The invention is described below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing;
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Gießbehälter mit einer Gießform entlang der Schnittlinie A-B nach Fig. 2;Fig. 1 shows a vertical section through a casting container with a casting mold along the section line A-B of Fig. 2;
Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Gießbehälter mit einer Gießform nach Fig. 1 senkrecht zur Drehachse; Fig. 3 zeigt eine Gießzelle mit zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren geeigneten Anlageteilen in systematischer Darstellung;FIG. 2 shows a vertical section through a casting container with a casting mold according to FIG. 1 perpendicular to the axis of rotation; 3 shows a casting cell with system parts suitable for carrying out methods according to the invention in a systematic representation;
Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Gießbehälter mit einer Gießform durch die Drehachse in einer zweiten Ausführungsform.Fig. 4 shows a vertical section through a casting container with a casting mold through the axis of rotation in a second embodiment.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 wird eine Gießform 31 (Kokille) mit einem Formhohlraum 1 durch eine Kokillendeckplatte 2, Seitenteile 3, Kerne 4 und eine Kokillengrundplatte 5 gebildet. Unter der Kokillengrund¬ platte 5 befindet sich ein Gießbehälter 30 mit einem Gehäuse 6 und einer Feuerfestauskleidung 7, der ein für einen Abguß dosiertes Schmelzequantum 8 enthält. Das Schmelzequantum 8 wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Dosierofens über die Einfüllöffnung 9 bei geöffnetem Verschluß 10 insbeson¬ dere unter Schutzgas eingefüllt; anschließend wird der Verschluß 10 ge¬ schlossen. An dem Verschluß 10 ist ein Schutzgasanschluß 11 dargestellt. Weiterhin ist die horizontale sich in Richtung der Längserstreckung von Gießform 31 und Gießbehälter 30 erstreckende Drehachse 12 der Gießeinrich¬ tung gezeigt. Als Öffnung innerhalb der Kokillengrundplatte 5 ist ein Anschnitt 13 mit großem Querschnitt ausgebildet.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a casting mold 31 (mold) with a mold cavity 1 is formed by a mold cover plate 2, side parts 3, cores 4 and a mold base plate 5. Under the mold base plate 5 there is a casting container 30 with a housing 6 and a refractory lining 7, which contains a quantity of melt 8 dosed for a casting. The melt quantum 8 is filled in with a dosing furnace, not shown, through the filler opening 9 with the closure 10 open, in particular under protective gas; then the closure 10 is closed. A protective gas connection 11 is shown on the closure 10. Furthermore, the horizontal axis of rotation 12 of the casting device, which extends in the direction of the longitudinal extent of the casting mold 31 and the casting container 30, is shown. A gate 13 with a large cross section is formed as an opening within the mold base plate 5.
Ein Pfeil oberhalb der Kokillendeckplatte 2 symbolisiert die Bewegungsrich¬ tung derselben zum Entfor en des fertigen Bauteils.An arrow above the mold cover plate 2 symbolizes the direction of movement thereof for removing the finished component.
In Figur 2 ist ebenfalls die Gießform 31 mit dem Formhohlraum 1 erkennbar, die aus der Kokillendeckplatte 2, Seitenteilen 3, Kernen 4 und der Kokillen¬ grundplatte 5 besteht. In der Grundplatte 5 sind der Anschnitt 13 sowie ein dazu paralleler weiterer Überströmkanal 14 erkennbar. An dem Gießbehälter 30 ist das Gehäuse 6, die Feuerfestauskleidung 7 sowie das darin enthaltene für einen Abguß dosierte Schmelzequantum 8 erkennbar.FIG. 2 also shows the mold 31 with the mold cavity 1, which consists of the mold cover plate 2, side parts 3, cores 4 and the mold base plate 5. In the base plate 5, the gate 13 and an additional overflow channel 14 parallel to it can be seen. On the casting container 30, the housing 6, the refractory lining 7 and the quantity of melt 8 contained therein for a cast can be seen.
Durch Drehen der gesamten Gießeinrichtung um die Drehachse 12 gegen den Uhrzeigersinn fließt die Schmelze durch den Anschnitt 13 mit großem Quer¬ schnitt in ruhigem turbulenzfreiem Fluß in den Formhohlraum 1 und füllt diesen in wenigen Sekunden aus. Am Ende der Drehbewegung befindet sich der Gießbehälter 30 über der Kokillengrundplatte 5. Jetzt wird der Innendruck, insbesondere der Schutzgasdruck über der im Formhohlraum 1 erstarrenden Schmelze, deren Gesamtvolumen auch das erforderliche Speiservolumen umfaßt, mit Hilfe des Druckanschlusses 11 erhöht und damit die Dichtspeisung des Gußstücks verbessert. Nach Abschluß der Erstarrung kann der Überdruck auf Normaldruck abgesenkt, die Form geöffnet und das ausreichend abgekühlte Gußteil entnommen werden. Danach beginnt ein neuer Gießzyklus.By rotating the entire casting device about the axis of rotation 12 counterclockwise, the melt flows through the gate 13 with a large cross section in a calm, turbulence-free flow into the mold cavity 1 and fills it in a few seconds. At the end of the rotary movement, the casting container 30 is located above the mold base plate 5. Now the internal pressure, in particular the protective gas pressure above the melt solidifying in the mold cavity 1, the total volume of which also includes the required feeder volume, is increased with the aid of the pressure connection 11 and thus improves the sealing supply of the casting. After the solidification is complete, the overpressure can be reduced to normal pressure, the mold opened and the casting which has cooled sufficiently can be removed. Then a new casting cycle begins.
Pfeile seitlich der Kokillenseitenteile 3 symbolisieren deren Bewegungs¬ richtung zum Entformen.Arrows to the side of the mold side parts 3 symbolize their direction of movement for demolding.
In Figur 3 ist eine drehbare Gießvorrichtung 19 mit einem Drehantrieb 27 sowie einem Gießbehälter 30 und einer Gießform 31 mit diese verbindenden Verspannmitteln 32 innerhalb einer Gießzelle 21 gezeigt. Die Drehachse 12 der Gießvorrichtung ist ebenfalls angezeigt. Der Gießbehälter 30 ist über eine Leitung 26 mit einem nur symbolisch dargestellten Pump- und Speichersy¬ stem 18, 28 verbunden. Innerhalb der Gießzelle 21 befindet sich ein Dosier¬ ofen 15, der über eine elastische gasdichte Kupplung 23 mit der Einfüllöff¬ nung 9 des Gießbehälters 30 verbunden ist. Der Dosierofen 15 ist über eine Schleuse 22 mit einem Bereich außerhalb der Gießzelle 21 verbunden. An die Schleuse 22 kann sich alternativ eine Chargiervorrichtung 16 für stückiges Einsatzmaterial oder eine Chargiereinrichtung 17 für flüssiges Einsatz¬ material anschließen. Die Gießzelle umfaßt eine weitere Schleuse 22. Ober¬ halb der Gießform 31 ist ein Manipulator 20 für Kerne erkennbar.FIG. 3 shows a rotatable casting device 19 with a rotary drive 27 as well as a casting container 30 and a casting mold 31 with clamping means 32 connecting them within a casting cell 21. The axis of rotation 12 of the casting device is also shown. The casting container 30 is connected via a line 26 to a pump and storage system 18, 28 which is only shown symbolically. Inside the casting cell 21 there is a metering furnace 15, which is connected to the filling opening 9 of the casting container 30 via an elastic gas-tight coupling 23. The metering furnace 15 is connected via a lock 22 to an area outside the casting cell 21. Alternatively, a charging device 16 for lumpy feed material or a charging device 17 for liquid feed material can be connected to the lock 22. The casting cell comprises a further lock 22. Above the casting mold 31, a manipulator 20 for cores can be seen.
In Figur 4 ist eine Gießvorrichtung bestehend aus einem Gießbehälter 30 sowie einer Gießform 31 dargestellt.FIG. 4 shows a casting device consisting of a casting container 30 and a casting mold 31.
Der Gießbehälter 30 unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten dadurch, daß er keine Einfüllöffnung umfaßt. Er weist jedoch innerhalb der Feuerfest¬ schicht 7 Mittel zur Beheizung 24 auf. Ein festes Metallquatu 25 ist in den Gießbehälter 30 eingesetzt. Im Querschnitt senkrecht zur Drehachse 12 ent¬ spricht diese Gießvorrichtung der nach Figur 2 dargestellten.The casting container 30 differs from that shown in FIG. 1 in that it does not include a filling opening. However, it has heating means 24 within the refractory layer 7. A solid metal quatu 25 is inserted into the casting container 30. In cross section perpendicular to the axis of rotation 12, this casting device corresponds to that shown in FIG.
Die Gießform 31 stimmt im wesentlichen mit der in Figur 1 gezeigten überein. Sie umfaßt eine Kokillendeckplatte 2, Kokillenseitenteile 3 sowie eine Kokillengrundplatte 5. In den Seitenteilen sind jedoch Mittel 29 zur Kühlung dargestellt. In der Kokille sind Kerne 4 eingesetzt. Die Drehachse der Vor¬ richtung ist mit 12 bezeichnet. The casting mold 31 essentially corresponds to that shown in FIG. 1. It comprises a mold cover plate 2, mold side parts 3 and one Mold base plate 5. However, means 29 for cooling are shown in the side parts. Cores 4 are used in the mold. The axis of rotation of the device is designated by 12.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von BauteilenPatentansprüche Method and device for casting components
1. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp- gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her¬ stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird,1. Method for casting components made of metal alloys according to the tilting casting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31) and the interior of a tiltable pouring container (30) for the melt, the pouring container (30) being filled in a position below the casting mold (31) and after the pouring container (30) has been tilted with the adjacent mold (31) melt is conveyed into the mold via the gate (13),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) für die Schmelze zunächst mit Schutzgas ge¬ spült, dann mit einem flüssigen Schmelzequantum (8) für einen Gießvor¬ gang unter Schutzgas gefüllt und gasdicht verschlossen wird, und danach der Gießbehälter (30) mit der Gießform (31) so um eine horizon¬ tale Drehachse (12) gedreht wird, daß die Schmelze unter Schutzgas in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des Anschnitts im Verhältnis zum angeschnittenen Querschnitt des Formhohlraums erfolgt.that the casting container (30) for the melt is first flushed with protective gas, then filled with a liquid quantity of melt (8) for a casting operation under protective gas and sealed gas-tight, and then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) such that the melt is conveyed into the casting mold (31) under protective gas, the inflow taking place over a large cross section of the gate in relation to the cut cross section of the mold cavity.
2. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp¬ gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her¬ stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird,2. Method for casting components made of metal alloys according to the tilting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31) and the interior of a tiltable casting container (30) for the melt, the casting container (30) being in a position below the casting mold (31) lying position is filled and after the pouring container (30) is tilted with the adjacent casting mold (31) melt is conveyed into the casting mold via the gate (13),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) für die Schmelze mit einer quantifizierten Metallmenge (25) in fester Form für einen Gießvorgang gefüllt und gasdicht verschlossen wird, dann der Gießbehälter (30) mit Schutzgas gespült und die Metallmenge (25) zum Schmelzequantum für eine Gießvor¬ gang erschmolzen wird und danach der Gießbehälter (30) mit der Gie߬ form (31) so um eine horizontale Drehachse (12) gedreht wird, daß die Schmelze unter Schutzgas in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des Anschnitts im Ver¬ hältnis zum angeschnittenen Querschnitt des Formhohlraums erfolgt.that the casting container (30) for the melt is filled with a quantified amount of metal (25) in solid form for a casting process and sealed gas-tight, then the casting container (30) is flushed with protective gas and the amount of metal (25) is added to the melting quantity for a casting process is melted and then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) in such a way that the melt is conveyed into the casting mold (31) under protective gas, the inflow over a large cross section of the Gating takes place in relation to the cut cross-section of the mold cavity.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2,3. The method according to any one of claims 1 and 2,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß eine Erhöhung des Schutzgasdruckes im Innenraum des Gießbehälters (30) zumindest zeitweise während der Dauer des FormfüllVorgangs und des Erstarrungsablaufs vorgenommen wird.that an increase in the protective gas pressure in the interior of the casting container (30) is carried out at least temporarily during the duration of the mold filling process and the solidification process.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,4. The method according to any one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß das eingesetzte Schutzgas nach dem FormfüllVorgang oder dem Er¬ starrungsablauf bei der Entspannung zur Wiederverwendung zurückgewon¬ nen wird. that the protective gas used is recovered for reuse after the mold filling process or the solidification process during expansion.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,5. The method according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) vor dem Spülen mit Schutzgas weitgehend von Luft evakuiert wird.that the casting container (30) is largely evacuated from air before flushing with protective gas.
6. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp¬ gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her¬ stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird,6. Method for casting components made of metal alloys according to the tilting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31) and the interior of a tiltable pouring container (30) for the melt, the pouring container (30) being filled in a position below the casting mold (31) and after the pouring container (30) has been tilted with the adjacent mold (31) melt is conveyed into the mold via the gate (13),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einem Schmelzequantum (8) für einen Gießvorgang gefüllt und gasdicht verschlossen wird, danach der Gießbe¬ hälter (30) mit der Gießform (31) so um eine horizontale Drehachse (12) gedreht wird, daß die Schmelze in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des An¬ schnitts im Verhältnis zum angeschnittenen Querschnitt des Formhohl¬ raums erfolgt, und daß eine Erhöhung des Druckes im Innenraum des Gießbehälters (30) zumindest zeitweise während der Dauer des For - füllVorganges und des Erstarrungsablaufes vorgenommen wird.that the casting container (30) is filled with a quantity of melt (8) for a casting process and sealed in a gastight manner, then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) in such a way that the melt flows into the casting mold (31) is conveyed, the inflow taking place over a large cross section of the gate in relation to the cut cross section of the mold cavity, and that an increase in the pressure in the interior of the casting container (30) at least temporarily during the duration of the mold - filling process and the solidification process is carried out.
7. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp¬ gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird,7. Method for casting components made of metal alloys according to the tilting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31) and the interior of a tiltable casting container (30) for the melt the casting container (30) is filled in a position below the casting mold (31) and after the casting container (30) has tilted with the adjacent casting mold (31) melt over the gate (13) into the casting mold is promoted
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einer quantifizierten Metallmenge (25) in fester Form für einen Gießvorgang gefüllt und gasdicht verschlossen wird, dann die Metallmenge (25) zum Schmelzequantum für einen Gießvor¬ gang erschmolzen wird, danach der Gießbehälter (30) mit der Gießform (31) so um eine horizontale Drehachse (12) gedreht wird, daß die Schmelze in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des Anschnitts im Verhältnis zum ange¬ schnittenen Querschnitt des Formhohlraums erfolgt, und daß eine Erhö¬ hung des Druckes im Innenraum des Gießbehälters (30) zumindest zeit¬ weise während der Dauer des FormfüllVorgangs und des Erstarrungsab¬ laufs vorgenommen wird.that the casting container (30) is filled with a quantified amount of metal (25) in solid form for a casting process and sealed gas-tight, then the amount of metal (25) is melted to the melting quantity for a casting process, then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) in such a way that the melt is conveyed into the casting mold (31), the inflow taking place over a large cross section of the gate in relation to the cut cross section of the mold cavity, and that an increase ¬ pressure in the interior of the casting container (30) is carried out at least temporarily during the duration of the mold filling process and the solidification process.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7,Method according to one of claims 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Überdruck im Innenraum des Gießbehälters (30) mittels Druck¬ luft aufgebaut wird.that the excess pressure in the interior of the casting container (30) is built up by means of compressed air.
Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp- gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her¬ stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird, dadurch gekennzeichnet,Method for casting components made of metal alloys according to the tilting casting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31 ) and the interior of a tiltable casting container (30) for the melt, the casting container (30) being filled in a position below the casting mold (31) and after tilting the casting container (30) with the adjacent casting mold (31) melt is conveyed into the casting mold via the gate (13), characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einem Schmelzequantum (8) für einen Gießvorgang gefüllt und dicht verschlossen wird, danach der Gießbehäl¬ ter (30) mit der Gießform (31) so um eine horizontale Drehachse (12) gedreht wird, daß Schmelze in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des Anschnitts im Ver¬ hältnis zum angeschnittenen Querschnitt des Formhohlraums erfolgt, und daß zumindest im Anschnitt (13) ein Teil der Schmelze als Speiservolu¬ men stehenbleibt.that the casting container (30) is filled with a quantity of melt (8) for a casting process and tightly closed, then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) in such a way that melt flows into the Casting mold (31) is conveyed, wherein the inflow takes place over a large cross section of the gate in relation to the cut cross section of the mold cavity, and that at least in the gate (13) a part of the melt remains as a feed volume.
10. Verfahren zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kipp¬ gießprinzip in einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauergießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze her¬ stellt, wobei der Gießbehälter (30) in einer unterhalb der Gießform (31) liegenden Stellung befüllt wird und nach einem Kippen des Gießbe¬ hälters (30) mit der anliegenden Gießform (31) Schmelze über den An¬ schnitt (13) in die Gießform befördert wird,10. Method for casting components made of metal alloys according to the tilting principle in a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold (31) and the interior of a tiltable pouring container (30) for the melt, the pouring container (30) being filled in a position below the casting mold (31) and after the pouring container (30) has been tilted with the adjacent mold (31) melt is conveyed into the mold via the gate (13),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einer quantifizierten Metallmenge (25) in fester Form für einen Gießvorgang gefüllt und dicht verschlossen wird, dann die Metallmenge (25) zum Schmelzequantum für einen Gießvor¬ gang erschmolzen wird, danach der Gießbehälter (30) mit der Gießform (31) so um eine horizontale Drehachse (12) gedreht wird, daß Schmelze in die Gießform (31) befördert wird, wobei das Einströmen über einen großen Querschnitt des Anschnitts im Verhältnis zum angeschnittenen Querschnitt des Formhohlraums erfolgt, und daß zumindest im Anschnitt (13) ein Teil der Schmelze als Speiservolumen stehenbleibt. that the casting container (30) is filled with a quantified amount of metal (25) in solid form for a casting process and sealed, then the amount of metal (25) is melted to the melting quantity for a casting process, then the casting container (30) with the casting mold (31) is rotated about a horizontal axis of rotation (12) such that melt is conveyed into the casting mold (31), the inflow taking place over a large cross section of the gate in relation to the cut cross section of the mold cavity, and that at least in the gate (13 ) part of the melt remains as feed volume.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10,11. The method according to any one of claims 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß ein Teil der Schmelze im gesamten Querschnitt des Gießbehälters (30) als Speiservolumen stehenbleibt.that part of the melt remains in the entire cross section of the casting container (30) as feed volume.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,12. The method according to any one of claims 9 to 11,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß eine Erhöhung des Druckes im Innenraum des Gießbehälters (30) zu¬ mindest zeitweise während der Dauer des FormfüllVorganges und des Erstarrungsablaufes vorgenommen wird.that the pressure in the interior of the casting container (30) is increased at least temporarily during the duration of the mold filling process and the solidification process.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,13. The method according to any one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Formhohlraum (1) für ein längliches Bauteil mit seiner Längs¬ achse in Richtung der Drehachse (12) ausgerichtet wird.that the mold cavity (1) for an elongated component is aligned with its longitudinal axis in the direction of the axis of rotation (12).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,14. The method according to any one of claims 1 to 13,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß ein mit bis zu einer Bauteiloberfläche reichenden Kernen (4) be¬ stückter Formhohlraum (1) mit diesen Kernen (4) zur Anschnittsquer¬ schnittsfläche weisend ausgerichtet ist.that a mold cavity (1) populated with cores (4) reaching to a component surface is aligned with these cores (4) pointing towards the gate cross-sectional area.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors mit einer Nockenwellenlager- böcke ausbildenden Oberseite und einer Brennraumflächen ausbildenden Unterseite, dadurch gekennzeichnet,15. The method according to any one of claims 1 to 14 for producing a cylinder head of an internal combustion engine with a top side forming camshaft bearing blocks and a bottom side forming combustion chamber surfaces, characterized,
daß der Formhohlraum (1) so aufgebaut wird, daß die Oberseite des Zylinderkopfes zur Anschnittsquerschnittsfläche weisend ausgerichtet ist.that the mold cavity (1) is constructed so that the top of the cylinder head is oriented towards the gate cross-sectional area.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors mit einer einen Zylin¬ derkopf aufnehmenden Oberseite und einer Kurbelwellenlagerböcke aus¬ bildenden Unterseite,16. The method according to any one of claims 1 to 14 for producing a cylinder crankcase of an internal combustion engine with an upper side receiving a cylinder head and a lower side forming a crankshaft bearing block,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Formhohlraum (1) so aufgebaut wird, daß die Unterseite des Zylinderkurbelgehäuses zur Anschnittsquerschnittsfläche weisend ausge¬ richtet ist.that the mold cavity (1) is constructed such that the underside of the cylinder crankcase is oriented toward the gate cross-sectional area.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung eines Zylinderkurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors mit einer einen Zylin¬ derkopf aufnehmenden Oberseite und einer Kurbelwellenlagerböcke aus¬ bildenden Unterseite,17. The method according to any one of claims 1 to 14 for producing a cylinder crankcase of an internal combustion engine with an upper side receiving a cylinder head and a lower side forming a crankshaft bearing block,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Formhohlraum (1) so aufgebaut wird, daß die Oberseite des Zylinderkurbelgehäuses zur Anschnittsquerschnittsflächeweisend ausge¬ richtet ist.that the mold cavity (1) is constructed in such a way that the top of the cylinder crankcase is oriented toward the gate cross-sectional area.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,18. The method according to any one of claims 1 to 17,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Lage des Anschnitts (13) so an die Geometrie des Formhohlrau¬ mes (1) angepaßt wird, daß die Schmelze turbulenzfrei unter der ge¬ schlossenen Badoberfläche - nach dem Prinzip kommunizierender Röhren - aus dem Gießbehälter (30) in den Formhohlraum (1) gelangt.that the position of the gate (13) is adapted to the geometry of the hollow mold (1) in such a way that the melt beneath the closed bath surface without turbulence - according to the principle of communicating tubes - reaches the mold cavity (1) from the casting container (30).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,19. The method according to any one of claims 1 to 18,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) außer über den Anschnitt (13) noch über zu¬ mindest einen weiteren Überströmkanal (14) mit dem Formhohlraum (1) verbunden ist.that the casting container (30) is connected to the mold cavity (1) in addition to the gate (13) and at least one additional overflow channel (14).
20. Verfahren nach Anspruch 19,20. The method according to claim 19,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß sich der weitere Überströmkanal (14) im wesentlichen über die Bau- teiHänge parallel zum Anschnitt (13) erstreckt.that the further overflow channel (14) extends essentially over the component slopes parallel to the gate (13).
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20,21. The method according to any one of claims 1 to 20,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Anschnitt (13) und ggfs. der weitere Überströmkanal (14) die Stirnseiten von Bauteilaußenwänden bilden.that the gate (13) and possibly the further overflow channel (14) form the end faces of the component outer walls.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21,22. The method according to any one of claims 1 to 21,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Druck im Innenraum des Gießbehälters (30) während des Form¬ füllVorganges oder während des Erstarrungsvorganges auf bis zu 100 bar erhöht wird.that the pressure in the interior of the casting container (30) is increased to up to 100 bar during the mold filling process or during the solidification process.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 13 bis 22,23. The method according to any one of claims 5, 13 to 22,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Innenraum des Gießbehälters (30) zum Evakuieren der Luft auf bis zu 0,005 bar abgesenkt wird.characterized, that the pressure in the interior of the casting container (30) for evacuating the air is reduced to up to 0.005 bar.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23,24. The method according to any one of claims 1 to 23,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Wärmehaushalt der Gießform (31) nach dem Füllvorgang durch eine zeitlich und räumlich gestaffelt einsetzende Kühlung geregelt wird.that the heat balance of the casting mold (31) is regulated after the filling process by a cooling that starts in a time and space manner.
25. Vorrichtung zum Gießen von Bauteilen aus Metallegierungen nach dem Kippgießprinzip mit einer Gießform (31) - insbesondere einer Dauer¬ gießform (Kokille) - die über zumindest einen Anschnitt (13) verfügt, der eine offene Verbindung zwischen dem Formhohlraum (1) der Gießform25. Device for casting components made of metal alloys according to the tilting principle with a casting mold (31) - in particular a permanent casting mold (mold) - which has at least one gate (13) which has an open connection between the mold cavity (1) of the casting mold
(31) und dem Innenraum eines kippbaren Gießbehälters (30) für die Schmelze bildet, wobei der Gießbehälter (30) in eine unterhalb der Gießform (31) liegende Stellung bringbar ist und der Gießbehälter (30) mit der anliegenden Gießform (31) kippbar ist, mit Verspannmitteln(31) and the interior of a tiltable casting container (30) for the melt, wherein the casting container (30) can be brought into a position below the casting mold (31) and the casting container (30) with the adjacent casting mold (31) can be tilted , with tensioning means
(32) zwischen der Gießform (31) und dem Gießbehälter (30) und mit Drehantriebsmitteln (27) zum Drehen des Gießbehälters (30) mit der Gießform (31) um eine horizontale Achse (12),(32) between the casting mold (31) and the casting container (30) and with rotary drive means (27) for rotating the casting container (30) with the casting mold (31) about a horizontal axis (12),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Innenraum des Gießbehälters (30) dem Bruttovolumen eines Schmelzequantums für einen einzigen Bauteilabguß angepaßt ist und daß die Gießform (31) über einen Anschnitt (13) mit einem großen Quer¬ schnitt im Verhältnis zum Querschnitt der angeschnittenen Formhohl¬ raumteile bzw. Bauteilwandteile verfügt.that the interior of the casting container (30) is adapted to the gross volume of a melt quantity for a single component casting and that the casting mold (31) has a gate (13) with a large cross section in relation to the cross section of the cut cavity parts or component wall parts .
26. Vorrichtung nach Anspruch 25,26. The device according to claim 25,
dadurch gekennzeichnet, daß Verschlußmittel (10) zum gasdichten Verschließen des Gießbehälters und Druckerhöhungsmittel (18) zum Erhöhen des Innendrucks im Gießbe¬ hälter vorgesehen sind.characterized, that sealing means (10) for gas-tight sealing of the casting container and pressure-increasing means (18) for increasing the internal pressure in the casting container are provided.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26,27. The apparatus according to claim 26,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Druckerhöhungsmittel (18) Teil eines Schutzgaspump- und Spei¬ chersystems sind.that the pressure increasing means (18) are part of a protective gas pump and storage system.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27,28. The device according to claim 27,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß das Schutzgaspump- und Speichersystem Mittel zur Rückführung des Schutzgases aus dem Gießbehälter (30) in einen Schutzgasspeicher (28) aufweist.that the inert gas pump and storage system has means for returning the inert gas from the casting container (30) into an inert gas reservoir (28).
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28,29. Device according to one of claims 25 to 28,
gekennzeichnet durchmarked by
eine Dosiervorrichtung - insbesondere einen Dosierofen (16) - zum Befüllen des Gießbehälters (30) mit einem Schmelzequantum (8) für einen Gießvorgang.a dosing device - in particular a dosing furnace (16) - for filling the casting container (30) with a melting quantity (8) for a casting process.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29.,30. Device according to one of claims 25 to 29,
gekennzeichnet durchmarked by
eine Kühlvorrichtung (29) für die Gießform (31). a cooling device (29) for the casting mold (31).
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30,31. Device according to one of claims 25 to 30,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die Schutzgaszuführung zwischen dem Dosierofen (16) und dem Gie߬ behälter (30) durch eine elastische gasdichte Kupplung (23) - ins¬ besondere einen Faltenbalg - gebildet wird.that the protective gas supply between the metering furnace (16) and the casting container (30) is formed by an elastic gas-tight coupling (23) - in particular a bellows.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31,32. Device according to one of claims 25 to 31,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der gasdichte Verschluß (10) am Gießbehälter (30) als Schieber gestaltet ist, der so positioniert ist, daß er beim FormfüllVorgang nicht von Schmelze beaufschlagt wird.that the gas-tight closure (10) on the casting container (30) is designed as a slide which is positioned so that it is not acted upon by the melt during the mold filling process.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32,33. Device according to one of claims 25 to 32,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) außer über den Anschnitt noch über minde¬ stens einen weiteren Überströmkanal (14) mit dem Formhohlraum (1) der Gießform (31) verbunden ist.that the casting container (30) is connected to the mold cavity (1) of the casting mold (31) via at least one additional overflow channel (14).
34. Vorrichtung nach Anspruch 33,34. Device according to claim 33,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß sich der weitere Überströmkanal (14) im wesentlichen über die BauteiHänge parallel zum Anschnitt (13) erstreckt. that the further overflow channel (14) extends essentially over the component slopes parallel to the gate (13).
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34,35. Device according to one of claims 25 to 34,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Anschnitt (13) von im wesentlichen gleichbleibender und im Verhältnis zur Länge geringer Breite ist.that the gate (13) is substantially constant and narrow in relation to the length.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34,36. Device according to one of claims 25 to 34,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einer Heizung (24) ausgerüstet ist.that the casting container (30) is equipped with a heater (24).
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 36,37. Device according to one of claims 25 to 36,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß der Gießbehälter (30) mit einer Gießform (31) um eine in einer Querschnittsebene des Anschnitts (13) liegenden Längsachse drehbar ist.that the casting container (30) with a casting mold (31) is rotatable about a longitudinal axis lying in a cross-sectional plane of the gate (13).
38.. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 37,38 .. Device according to one of claims 25 to 37,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß die gesamte Schmelz- und Gießeinrichtung, bestehend aus Schmelz- und Dosierofen (15), drehbarer Gießvorrichtung (19) mit Gießbehälter (30) und Gießform (31) und Manipulatoren (20) für Kerneinlegen und Gußteilentnahme, in einer geschlossenen Gießzelle (21) angeordnet ist. that the entire melting and casting device, consisting of melting and dosing furnace (15), rotatable casting device (19) with casting container (30) and casting mold (31) and manipulators (20) for core insertion and casting removal, in a closed casting cell (21) is arranged.
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